Влиянию электромагнитных волн подвержен не только человек, но и сами устройства. Именно поэтому в последнее время становится актуальным создание новых, специальных материалов для радиоэлектроники. «Создание нового функционального материала» — проект-победитель конкурса «Начало большой науки-2017», автором которого является к.т.н., доцент кафедры «Конструирование и производство радиоаппаратуры» Высшей школы электроники и компьютерных наук ЮУрГУ Денис Клыгач.
«Исследование ведется на стыке двух наук: это материаловедение и электродинамика. В нашем университете создаются новые материалы, основанные на гексаферрите. Рассмотрены их химические свойства, физические свойства с точки зрения механики. Ферриты, такие как гексаферрит бария, применяются в радиоэлектронной технике. Например, они используются в СВЧ-устройствах и в антенной технике, — отмечает Денис Сергеевич. — Сейчас актуален вопрос об исследовании электромагнитных свойств данных материалов, и именно этим занимается наша команда. Нами был разработан метод измерения электродинамических параметров, таких как электрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь. Применение метода на нескольких материалах показало, что полученные параметры совпадают с приведенными в других исследованиях. Это позволяет нам работать над созданием уникальных материалов, таких как гексаферрит бария с дополнительным допированием титана, магния и других элементов».
В основе предложенного метода использование порошка в коаксиальной линии передач. Данный способ не предполагает прессования материала и придания ему определенной формы. Поскольку порошок имеет те же физико-химические свойства, что и спеченный материал, в коаксиальной линии он заполняет все пустоты. Становится возможным подключение в измерительную линию передач и измерение материала уже в широком диапазоне частот. С помощью этого метода были измерены существующие материалы, ведется исследование параметров других материалов.
Одна из возможностей применения материала — это поглощение электромагнитных волн сотовой связи. Кроме того, он используется в гражданской авиации, в безэховых камерах, для достижения минимального взаимного влияния радиоэлектронного оборудования. Способность к радиопоглощению также позволяет применять материал для обеспечения безопасности помещений.
«Наша цель — создать материал с заданными свойствами, который также может быть использован при изготовлении различных СВЧ-устройств, таких как СВЧ-нагрузка, фазовращатели, СВЧ-фильтры, — подчеркивает Денис Сергеевич. — Например, нагрузка — это устройство для калибровки измерительных приборов, для работы с другими СВЧ-устройствами. Она подключается на выход кабеля, т. е. имеет строго определенное сопротивление. Разработанный материал способствует ослаблению амплитуды электромагнитной волны при прохождении через него в широком диапазоне частот от 2 до 18 ГГц».
Результаты проведенных измерений показали, что материал обеспечивает ослабление амплитуды электромагнитной волны в широком диапазоне частот. В настоящее время учёным опубликованы 3 научные статьи, индексируемые в базе данных Scopus: «Journal of Materials Science: Materials in Electronics», материалы конференции «Proceedings of the 2017 19th International Conference on Electromagnetics in Advanced», «10th European Conference on Antennas and Propagation, EuCAP 2016».
Следующим этапом станет изготовление образца СВЧ-нагрузки. Данные разработки могут быть использованы в производстве электронного оборудования. В связи с этим научный проект уже сейчас представляет интерес для предприятий, специализирующихся в данной области.